Listrik dan elektronika

Kalkulator Impedansi dan Resonansi RLC

Hitung impedansi, fase, resonansi, faktor kualitas dan lebar pita RLC seri atau paralel dengan grafik frekuensi.

Nilai masukan

Hasil Anda

Magnitudo impedansi · |Z|: —

Pergeseran fase: —

Bagian nyata · Re(Z): —

Bagian imajiner · Im(Z): —

Frekuensi resonansi: —

Faktor kualitas · Q: —

Reaktansi induktif · XL	—
Magnitudo reaktansi kapasitif · XC	—
Lebar pita resonansi	—

Kurva impedansi

Kedua sumbu berskala logaritmik. Frekuensi dinormalisasi terhadap f0; penanda menampilkan frekuensi yang dimasukkan jika berada dalam rentang.

RumusZ = R + j(ωL − 1/(ωC))

Bandingkan impedansi RLC, resonansi, dan redaman

Pelajari perilaku resistor, induktor, dan kapasitor ideal pada frekuensi sinusoidal yang dipilih. Pilih rangkaian seri atau tiga cabang paralel, lalu bandingkan impedansi kompleks, fase, resonansi, faktor kualitas, dan lebar pita. Resistor yang dipilih mewakili seluruh rugi-rugi yang dimodelkan dalam topologi tersebut. Alat ini tidak mencakup resistansi lilitan, rugi-rugi kapasitor, kapasitansi parasit, atau pembebanan oleh rangkaian lain.

Langkah demi langkah

Pilih seri atau paralel dan periksa diagramnya. Masukkan resistansi, induktansi, kapasitansi, dan frekuensi yang positif. Satuan bawaan kolom adalah Ω, mH, nF, dan Hz; periksa setiap satuan sebelum membandingkan hasil dengan spesifikasi komponen.
Baca besar impedansi bersama bagian real dan imajinernya. Bagian imajiner positif bersifat induktif; bagian negatif bersifat kapasitif. Fase menunjukkan tegangan relatif terhadap arus, bukan fase keluaran dari filter yang tidak ditentukan.
Bandingkan frekuensi yang dimasukkan dengan resonansi dan periksa kurva impedansi. Ubah frekuensi atau sambungan sambil mempertahankan nilai komponen, lalu bandingkan faktor kualitas dan lebar pita. Cetak hasil jika ingin menyimpan masukan dan model yang dipilih.

Pengaturan dan batas

Sambungan dan resonansi: Dalam seri, impedansi dijumlahkan. Dalam paralel, admitansi cabang dijumlahkan sebelum dibalik untuk memperoleh impedansi. Resonansi adalah f0 = 1 / (2π√(LC)) pada kedua model ideal. Pada resonansi, suku reaktif saling meniadakan dan impedansi sama dengan R; kurva seri memiliki minimum, sedangkan kurva paralel memiliki maksimum.
Faktor kualitas dan lebar pita: Untuk seri, Q = √(L/C) / R, sedangkan untuk paralel, Q = R × √(C/L). Karena itu, memperbesar resistor yang sama menurunkan Q seri tetapi menaikkan Q paralel. Lebar pita yang ditampilkan adalah f0 / Q untuk resonansi arus seri atau impedansi paralel. Nilai ini tidak otomatis menjadi lebar pita filter keluaran tegangan yang dibebani.
Membaca grafik: Kedua sumbu berskala logaritmik dan frekuensi dinormalisasi terhadap resonansi. Rentang grafik membentang dari 0.01 hingga 100 kali f0. Penanda hanya muncul jika frekuensi yang dimasukkan berada dalam rentang itu; penanda yang tidak muncul bukan berarti perhitungan numerik gagal.

Contoh pengerjaan

Masukkan R = 100 Ω, L = 10 mH, C = 100 nF, dan f = 1000 Hz. Dalam seri, besar impedansi sekitar 1531.98 Ω dan fase −86.2574°. Beralihlah ke paralel tanpa mengubah nilai tersebut untuk memperoleh sekitar 54.7423 Ω dan +56.8096°.

Hasil yang diharapkan
RLC	\|Z\|	φ	Q	BW
R + L + C	1531.98 Ω	−86.2574°	3.16228	1591.55 Hz
R ∥ L ∥ C	54.7423 Ω	+56.8096°	0.316228	15915.5 Hz

Kedua sambungan memiliki resonansi di sekitar 5032.92 Hz. Q seri adalah 3.16228 dengan lebar pita 1591.55 Hz; Q paralel adalah 0.316228 dengan lebar pita 15915.5 Hz. Di dekat resonansi, kedua impedansi mendekati 100 Ω, meskipun kurva dan redamannya berbeda. Tabel membandingkan kedua model pada frekuensi awal.

Pertanyaan dan pemecahan masalah

Mengapa jaringan yang sama berubah dari kapasitif menjadi induktif?

Sambungan berpengaruh. Di bawah resonansi, kapasitor seri menyumbang besar impedansi yang lebih tinggi, sedangkan induktor paralel menyediakan cabang dengan impedansi lebih rendah. Bandingkan tanda hasil imajiner dan fase setelah mengganti topologi, alih-alih menerapkan penafsiran seri pada paralel.

Bisakah resistansi lilitan induktor dimodelkan secara terpisah?

Alat ini memiliki satu resistor dalam topologi ideal yang dipilih. Resistor yang dipasang melintang pada cabang paralel tidak setara dengan resistansi yang diseri dengan induktor. Gunakan model rangkaian yang sesuai untuk rugi-rugi lilitan, rugi-rugi kapasitor, atau tambahan resistansi sumber dan beban.

Mengapa hasil kosong atau kurva tidak muncul?

Setiap komponen dan frekuensi harus benar-benar positif serta menghasilkan nilai berhingga. Periksa masukan yang kosong, akhiran satuan yang tidak didukung, dan nilai ekstrem. Masukkan kembali contoh numerik yang valid; alat menghapus hasil dan grafik sebelumnya jika suatu masukan tidak dapat dihitung.